Ensayos No Destructivos

UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

CIENCIA DE LOS LOS MATERIALES MATERIALES ( MC-114) B Laboratorio de ie!ia de "o# $ateria"e# INFORME N%&' Ensayos

no Destructivos”

ROFESOR'

INTEGRANTE INTEGRANTES: S: FIRMA:

COD:

ESPECIALID ESPE CIALIDAD: AD:

- FLORES RAMOS MARLON

20104071F

M3

-GONZALES ANDRADE DORIAN

20100177D

M3

-OBREGÓN ORTIZ KATIA

20092672E

M3

-ROJAS YUPAN FIORELA

20102049

M3

FECHA FECHA DE REALIZ REALIZACI ACIÓN ÓN DE LA EXP EXPER ERIEN IENCIA CIA::

27/06/ 27/06/11 11

FECHA DE ENTREGA DEL INFORME:

04/07/11

INTRODUCCIÓN Las actividades que revisten mayor importancia para los fines de esta introducción son las pruebas e inspecciones que normalmente se practican a los materiales y que se pueden dividir de diferentes formas Una de las clasificaciones m!s usuales es la si"uiente# $ruebas Destructivas $ruebas No Destructivas %l ob&etivo principal de las pruebas destructivas es determinar cuantitativamente el valor de ciertas propiedades de los materiales' como resistencia mec!nica' la tenacidad o la dure(a La e&ecución de las pruebas destructivas involucra el da)o del material' la destrucción de la probeta o la pie(a empleada en la determinación correspondiente' por lo que podemos concluir que los ensayos destructivos son la aplicación de m*todos f+sicos directos que alteran de forma  permanente las propiedades f+sicas' qu+micas' mec!nicas o dimensionales de un material' parte o componente su&eto a inspección %ste tipo de pruebas siempre ,a sido necesario para comprobar si las caracter+sticas de un material cumplen con lo especificado durante el dise)o Debe observarse que estas pruebas no se pueden aplicar a todas las partes o componentes' ya que ser+an destruidos y perder+an su utilidad -in embar"o' el desarrollo de nuevas tecnolo"+as y la optimi(ación de los  productos o los requisitos de se"uridad' como es el caso de la industria aeroespacial' la nucleoel*ctrica o la petroqu+mica' impusieron tambi*n nuevas condiciones de inspección' en las cuales se estableció la necesidad de verificar ,asta en un .//0 los componentes cr+ticos1 lo que planteó una severa dificultad a los departamentos de calidad' ,asta que iniciaron el empleo de otras t*cnicas de inspección' diferentes a la visual' con las cuales se med+a la inte"ridad de los componentes sin destruirlos %sto fue posible al medir al"una otra propiedad f+sica del material y que estuviera relacionada con las caracter+sticas cr+ticas del componente su&eto a inspección1 es decir' se inició la aplicación de las pruebas no destructivas Las pruebas no destructivas $ND son la aplicación de m*todos f+sicos indirectos' como es la transmisión del sonido' la opacidad al paso de la radiación' etc' y que tienen la finalidad de verificar la sanidad de las pie(as e2aminadas No obstante' cuando se aplica este tipo de pruebas no se busca determinar las  propiedades f+sicas in,erentes de las pie(as' sino verificar su ,omo"eneidad y continuidad $or lo tanto' estas pruebas no sustituyen a los ensayos destructivos' sino que m!s bien los complementa Las pruebas no destructivas' como su nombre lo indica' no alteran de forma  permanente las propiedades f+sicas' qu+micas' mec!nicas o dimensiónales de un material $or ello no inutili(an las pie(as que son sometidas a los ensayos y tampoco afectan de forma permanente las propiedades de los materiales que las componen De acuerdo con su aplicación' los %nsayos no Destructivos 3nombre m!s com4nmente usado para las pruebas no destructivas5 se dividen en# T*cnicas de Inspección -uperficial T*cnicas de Inspección 6olum*trica T*cnicas de Inspección de la Inte"ridad o ,ermeticidad • •

• • •

2

OBJETIVOS •

%l ob&etivo de esta pr!ctica es familiari(arse con las t*cnicas de l+quidos  penetrantes y part+culas ma"n*ticas' observando y e&ecutando el ensayo  para detectar posteriormente las discontinuidades que presenta la pie(a estudiada

LÍQUIDOS PENETRANTES La inspección por L+quidos $enetrantes es empleada para detectar e indicar discontinuidades que afloran a la superficie de los materiales e2aminados %n t*rminos "enerales' esta prueba consiste en aplicar un l+quido coloreado o fluorescente a la superficie a e2aminar' el cual penetra en las discontinuidades del material debido al fenómeno de capilaridad Despu*s de cierto tiempo' se remueve el e2ceso de penetrante y se aplica un revelador' el cual "eneralmente es un polvo blanco' que absorbe el l+quido que ,a penetrado en las discontinuidades y sobre la capa de revelador se delinea el contorno de *sta

REQUISITOS DE LA INSPEI!N POR LÍQUIDOS PENETRANTES  7ntes de iniciar las pruebas de L+quidos $enetrantes' es conveniente tener en cuenta la si"uiente información# .8 %s muy importante definir las caracter+sticas de las discontinuidades y el nivel de sensibilidad con que se las quiere detectar' ya que si son relativamente "randes o se quiere una sensibilidad entre ba&a y normal' se recomienda emplear  penetrantes visibles1 pero si la discontinuidad es muy fina y del"ada o se requiere de una alta o muy alta sensibilidad' es preferible emplear los penetrantes fluorescentes  98 Otro factor de selección es la condición de la superficie a inspeccionar1 ya que si es una superficie ru"osa o burda' como ser+a el caso de una unión soldada o una pie(a fundida' se debe emplear un penetrante l+quido removible con a"ua $ero si la superficie es tersa y pulida' es preferible emplear un penetrante removible con solvente :inalmente cuando se requiere una inspección de alta calidad o con  problemas de sensibilidad' se puede emplear un penetrante post8emulsificable ;8-i el material a e2aminar es acero ino2idable' titanio o aluminio 3para componentes aeron!uticos' por e&emplo5 o aleaciones de n+quel 3monel5' entonces los penetrantes deber!n tener un control muy r+"ido de contaminantes' como son los compuestos ,alo"enados 3derivados del fl4or' cloro' bromo' iodo5 o de a(ufre 3sulfatos o sulfuros5' ya que si quedan residuos de ellos' pueden ocasionar fracturas o fra"ilidad del material Todos los proveedores de productos de alta calidad  proporcionan un certificado de pure(a de sus productos sin car"o adicional Cuando la pie(a es de forma re"ular 3cil+ndrica5' se puede emplear la t*cnica de cabe(ales' que produce ma"neti(ación circular y permite la detección de defectos  paralelos al e&e mayor de la pie(a Una variante de esta t*cnica es emplear contactos en los e2tremos de la pie(a' que permiten obtener resultados similares Otra forma de  provocar un ma"netismo circular es emplear puntas d* contacto' pero sólo se recomienda su empleo para pie(as burdas o en proceso de semi acabado -e deben utili(ar puntas de contacto de aluminio' acero o plomo para evitar los depósitos de cobre' que pudieran iniciar puntos de corrosión %sta t*cnica permite cierta movilidad con los puntos de inspección' pudi*ndose reducir la distancia ,asta F cm entre los  polos o aumentarse ,asta 9/ cm' con lo cual es factible inspeccionar confi"uraciones relativamente complicadas

:  :i"ura ; Defecto Lon"itudinal $ara la inspección de pie(as con alta permeabilidad y ba&a retentividad' como es el caso de los aceros al carbono o sin tratamiento t*rmico de endurecimiento' es recomendada la t*cnica de ma"neti(ación continua1 esto es' mantener el paso de la ener"+a el*ctrica mientras se efect4a la inspección Cuando las pie(as son de alta 7

retentividad' se acostumbra emplear el campo residual 3ma"netismo residual5 %n este caso se ,ace pasar la corriente de ma"neti(ación y posteriormente se aplican las part+culas Cualquiera que sea la t*cnica seleccionada' siempre se debe procurar que la inspección se realice con dos ma"neti(aciones apro2imadamente perpendiculares entre s+1 por ello' en la pr!ctica es com4n combinar dos o m!s m*todos

VENTAJAS DE LA PARTÍULAS +A9N:TIAS Con respecto a la inspección por l+quidos penetrantes' este m*todo tiene las si"uientes venta&as# Requiere de un menor "rado de limpie(a Aeneralmente es un m*todo m!s r!pido y económico $uede revelar discontinuidades que no afloran a la superficie Tiene una mayor cantidad de alternativas • • • •

LI+ITAIONES DE LAS PARTÍULAS +A9N:TIAS • • • • •

-on aplicables sólo en materiales ferroma"n*ticos No tienen "ran capacidad de penetración %l mane&o del equipo en campo puede ser caro y lento Aeneralmente requieren del empleo de ener"+a el*ctrica -ólo detectan discontinuidades perpendiculares al campo

uestionario' ?8 Di=a cu@$es son $as #i)erencias entre $os ensayos #estructivos y no #estructivos6 *a=a una c$asi)icaci(n #e ca#a uno #e e$$os8 a As% .is.o sus $i.itaciones #e ca#a uno8 - Venta,as #e ca#a uso Res"uesta' Las pruebas destructivas se distin"uen por un muestreo y el sacrificio del producto  para valorar el nivel de calidad del proceso desarrollado en *l 7s+' se infiere que si los resultados son e2itosos' el resto de la producción' mientras no se cambie nada' est! i"ual de bien o' en su defecto' i"ual de mal $or lo tanto' se de&a el control del  proceso a las t*cnicas estad+sticas y con un retardo en la orden de corrección La variabilidad del proceso en estas condiciones se considera muy ba&a $or otro lado' las pruebas no destructivas se distin"uen por calificar el sistema sin destruirlo y aun as+' en la mayor+a de los casos el ensayo se ,ace sobre una muestra representativa'  para validar la producción $ara un ensayo no destructivo' pie(a8por8pie(a' deber! e2istir una &ustificación basada en tres factores# el desempe)o del producto' la importancia de su desempe)o y las responsabilidades de la empresa por el desempe)o del producto



A! D" #$ %&'($ )*+",&$,"*+" #). #&&+)'&$*". %"# ,&",$ .$* " "# )+",&)# ." %".+," "* ')&$ "* "# *$ %".+,'+&$ "# )+",&)# ". .$"+&%$ ) * ),") " *$ #$ %".+,&, $ &*+&#&),)! E* ,&",$ ".  8+&# $," ." "%"* $+"*", %)+$.  &$,+)*+".9 '$$ %,") ,".&.+"*'&) "'*&')9 "+' E# $+,$ ". +)&;* &$,+)*+" $," ",&+" '$*.",), "# )+",&)# " "* )#,itney o A%5' las part+culas a emplear deben ser de los proveedores de las listas de proveedores aprobados o confiables publicados por ellas %n caso necesario' se solicita al proveedor una lista de qu* normas' códi"os o especificaciones de compa)+as satisfacen sus productos  7l i"ual que en el caso de los l+quidos penetrantes' una ve( seleccionado uno o varios  proveedores' nunca se deben me(clar sus productos' como puede ser el caso de emplear las part+culas del proveedor 7 con un a"ente ,umectante del proveedor ? o las part+culas de diferentes colores o "ranulometr+as fabricadas por el mismo  proveedor

*8 Ti"os #e L%&ui#os Penetrantes8

Se=Fn e$ co$or  Penetrantes co$orea#os# -e inspeccionan a simple vista -olamente ,ay que contar con una buena fuente de lu( blanca Tienen menos sensibilidad Penetrantes )$uorescentes# -e inspeccionan con la ayuda de una l!mpara de lu( ultravioleta 3 lu( ne"ra 5 -in *sta son invisibles a la vista Tienen mayor sensibilidad •

•

Se=Fn $a so$u-i$i#a#  Penetrantes $ava-$es con a=ua o autoe.u$si)ica-$es' $ara su limpie(a y remoción de e2cesos simplemente se usa a"ua Resultan muy económicos de utili(ar Penetrantes "oste.u$si)ica-$es' No son solubles en a"ua $ara la remoción de los e2cesos superficiales se utili(a un emulsificador   que crea una capa superficial que se remueve con a"ua %s el m*todo con el mayor sensibilidad se obtiene y en el que mayor dominio de cada una de las etapas tiene el operador %2isten dos tipos de emulsificadores# los ,idrof+licos' de base acuosa' que se utili(an en solución de a"ua' en una saturación determinada  por las necesidades del caso1 y lipof+licos' de base aceite' que se utili(an tal como los entre"a el fabricante •

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Penetrantes e$i.ina-$es con #iso$vente# Tampoco son solubles en a"ua $ara su remoción se utili(a un disolvente no acuoso' denominado

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GeliminadorH -on muy pr!cticos de utili(ar ya que el solvente "eneralmente se presenta en aerosol

G8 Ti"os #e Reve$a#ores8 Po$vos# 7d,erencia a las "rasas y a"ua tiles para ,uellas recientes Utili(ar en superficies suaves' secas y sin ad,esivos Utili(ar despu*s de# laser fluorescente' antes de la nin,idrina' despu*s del cianocrilato Po$vos H$uorescentes# aplicación' de la misma forma que se aplican los polvos convencionales Utili(ar en fondos con muc,o universo de contrastes 3colla"e' revistas' foto"raf+as5' $ermite levantamiento por m*todos convencionales :i&aciónfoto"r!fica Utili(ar lu( ultravioleta olu( fluorescentetiles en fondos multicolores o confusos

o#o o io#ina# este revelador reacciona con las "rasas y aceites Reacción es color caf* pardu(co %s 4til en superficies absorbentes# papeles y cartones :oto"rafiar oportunamente' pues su reacciónes de lapso corto de visuali(ación Utili(arlo antes de la nin,idrina DHO o #ia;a)$uorecencia# an!lo"o de la nin,idrina' 4til en superficies porosas'  papeles y cartones Revelado acelerado por calor controlado Utili(ar antes de la nin,idrina $uede ser usado para revelado de manc,as d*biles de san"re Necesita una fuente de lu( forense bluema2 -e aplica directo en forma de spray

Nin*i#rina' Reacciona con los amino!cidos 3fucsia o purpura5 til en papeles y cartones Tiempo de revelado ,asta ./ d+as 3si no reacciona dentro de las 9 primeras ,oras5 Reacción puede acelerarse con ,umedad y calor Utili(ar despu*s de la iodina o yodo' despu*sdel D:O y antes del nitrato de plata No es 4til en elementos e2puestos al a"ua Nitrato #e P$ata# Reacciona con el Cloruro :orma cloruro de plata La e2posición a la lu(' lo convierte en color "ris :oto"rafiar inmediatamente til en# 8$apel  8Ti&eras 8$l!sticos y maderas claras sin barni( Utili(ar despu*s de la nin,idrina y yodo No es 4til en elementos e2puestos al a"ua

Reve$a#or )isico# Utili(ar en papel' tar&etas' maderas claras sin barni( Reacciona de color "ris oscuro -e puede utili(ar despu*s de nin,idrina y yodo -e obtiene un buen resultado en elementos que ,ayan sino e2puestos al a"ua Rea=ente #e "art%cu$as"e&ueas#$art+culas fina de bisulfuro de molibdeno Reacciona con las "rasas Color de reacción' "ris o blanco :oto"rafiar inmediatamente debido a su fr!"ilreacción Levantar cuidadosamente con m*todos convencionales til en superficies relativamente suaves' no absorbentes $uede ser utili(ado en superficies mo&adas $uede ser utili(ado en reempla(o o despu*s del revelador f+sico 11

ianocri$ato Ksu"er=$ue' 6apor de cianocrilato polimeri(a con a"ua y otros posibles constituyentes del sudor Color de reacción' blanco solido 3vapor de pe"amento5 til en la mayor+a de las superficies no absorbentes y al"unas porosas ?uenos resultados en plumavit o aislapol y bolsas pl!sticas Las ,uellas reveladas pueden ser real(adas con polvos o tintes fluorescentes y real(antesb!sicos amarillos

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